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[科普知识] 行星齿轮变速

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 楼主| 发表于 2017-9-20 23:22:21 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 沉宝 于 2017-9-21 00:17 编辑 + \! _8 ^2 P( M7 Y/ }+ _9 v5 q3 M$ @

* o( a" I- N! g) n+ B& c之所以写这篇,是发现有些事跟晨老大也需要多解释几句(链接)。以此外推,索性就写长了跟大家共享吧。
& O4 }3 c  V5 u+ @! s( x3 }3 z# S9 b/ ]8 `2 D' Q- v3 L1 |
其实行星齿轮变速并不像许多人想象的那样遥远陌生。可以毫不夸张地说,爱坛上一半以上的人同它的物理距离都比我近。为什么敢这么说呢?因为汽车的自动变速箱(AT),用的就是行星齿轮机构。坐到车里就是近在咫尺了,哈哈哈。
' b4 I$ T" X1 Y% [+ h6 U) w
6 Y8 X- n* z+ s3 l! j8 j3 ]所谓行星齿轮机构(Planetary Gearing或Epicyclic Gearing),指的是一种齿轮结构,它有一个轴心位置固定不动的中心齿轮(太阳轮,sun gear),还有一个或者多个(通常多个)小齿轮与之啮合。当转动发生时,这些小齿轮不仅会绕自己轴线的转动(“自转”),而且这些小齿轮轴线的位置也会动,运动轨迹是围绕中心齿轮的圆周运动("公转"),这就像太阳系中的行星那样,故因此得名行星齿轮(planetary gear)。除此之外,行星齿轮的外面一般还套有一个齿面朝内的齿圈(annulus)。各个行星齿轮的轴,经轴承固定在一个支架上,这个支架称为行星架(planet-carrier)。* ?5 A' f" E5 a1 W/ V

/ Z& ?, k- f. ]* }5 g( p7 p1 r8 j% d4 ~2 O+ f& M+ J! v
$ K5 [7 C! E+ I8 P
          实物图,不含行星架
6 }  m8 G+ S  S
- Q* e" r" J& F8 V  H# P0 C" L, Z( [1 ^' W9 ^/ f  X
          实物图,另外一个角度( a% K( E+ F/ q2 O- ]4 Y( L
7 Q! M! Z, \2 |8 e; z6 l

2 l( x$ z0 m4 F% g传统的齿轮传动原理很简单,一对齿轮相互啮合,动力从一个齿轮输入,从另一个齿轮输出。行星齿轮机构的情形就不同了,它具有三个彼此可以相对旋转的运动件:太阳轮、行星架和齿圈。这三条转动轴都允许动力输入/输出,传动方式就可以有多种组合,下面结合动画看两种方式。
7 }7 C6 Z6 |4 Q) ?; o3 K( M, {' B% J, r7 j- ?4 Z% M0 }5 H% {
第一种,动力从太阳轮输入,从行星架输出,齿圈锁死。这是最经典的方式,一般教科书都用它举例。, S) H. Q; d+ p5 U; Y, [

1 a4 \% a% g( Q+ `. |! v
+ B5 v: g+ H% l0 _
8 ?+ K) a) @' c1 a第二种,动力从太阳轮输入,从齿圈输出,行星架锁死。- ^4 D' W$ C8 H- R, K: n3 z
" a# q! u5 H( E9 Z8 M7 N
现在可以回答晨大的问题了。晨大的原始问题star gear是什么?首先,英语作为自然语音不会像编程语言那么规范,同一个东西可能因不同行业、不同习惯而称呼不同。star gear这词不太常用,根据上下文,它可能是(1)行星齿轮机构中的一个零件,即sun gear;(2)行星齿轮的一种使用方式,即第二个动画的那种:行星架锁死,动力从太阳轮输入,从齿圈输出。
. s, W8 L) z' M. I' Q# ^- V: I4 d我放在不爱贴中的那张图好像来自于蒸汽轮机的船舶推进,高压涡轮输出的转速与低压涡轮不同,故先经过star gear调整再与低压涡轮的动力汇总,然后推动螺旋桨。图中,只有左下角的行星齿轮机构工作在star gear模式,左上和右上角都是planetary gear模式,即前面动图中的第一种。
1 j* a9 r. z/ Z) Q0 C& A
2 p+ ~' F3 ?$ y6 g- w
; [9 e4 ~2 l3 W再多说几句汽车的自动变速箱。理论上,一套行星齿轮机构配合离合器、制动器就可以实现基本自动变速:) o: ~" ^( B* @
①低挡:太阳轮主动,行星架被动,齿圈不动。
( G* |* X& ~  E# Z6 T②中挡:太阳轮不动,行星架被动,齿圈主动。( v. g1 M7 ~! `& J
③高挡(超速挡):太阳轮不动,行星架主动,齿圈被动。. h( a! K3 r( x/ @0 Q( r/ [0 F
④倒挡:太阳轮主动,行星架不动,齿圈被动。2 w$ _; d) v8 I6 ?% T
⑤空挡:离合器全部脱开,所有运动件都不受约束。
( O! z4 l9 l5 A8 o8 m3 X7 V* u' u9 e8 ^6 `" [& M: J* `
实际变速箱比这要复杂的多,即使是三进一倒(开过的一定是老司机)也至少用两套行星齿轮机构。) o! L! F! |; r4 [

- L( X: X; p2 V$ [$ M0 S* y; v( c
' V. ~7 I3 h3 G& v3 {: D5 i现代汽车的自动变速箱当然就更复杂了. o8 t5 z1 \' N$ ^2 b
( @0 p5 a, v" V9 S1 u, E
有一种说法:即使是修车店的熟练技工(例如ASE Certified Repair Technician),一个好的advice就是打开自动变速箱的时候要拍照,以免像业余人士那样修完装回去发现零件富裕了
4 `4 E4 O3 T4 S1 A: M; R
  J% R' _8 h& e' r: w& O对于欧美这些劳动力昂贵的地方,除非变速箱在warranty之内,否则不要答应修车店开箱修理(整体换装可以)。即使店家说得再容易,开箱后可能就变成了一个钓鱼工程。与其修,不如贱价卖了拉倒。1 r( ]$ o2 T5 p
最后,如果您面对文字和图片理解起来有困难,可以点击打开这段视频,这样也许省点脑汁
2 O8 a! L5 M6 R4 Q4 e3 H4 m. s& l# O如果您精力旺盛,这个是正规的教材https://wk.baidu.com/view/f45cb5ca680203d8ce2f24fb#1
6 O5 Y$ [- `& J. o+ U+ x一句话:丰俭由人7 e" o; A% U' z( p

/ d5 U5 M! w7 {1 F- n7 a: f! ~* w) w( L1 H$ x
% \, S; V; G- f5 E& g7 {% j6 @

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参与人数 27爱元 +129 学识 +3 收起 理由
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xzhangz + 2
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    开心
    6 小时前
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    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2017-9-20 23:49:30 | 只看该作者
    本帖最后由 jellobean 于 2017-9-20 23:52 编辑
    " z8 B" x6 v) p, E+ c: A0 ^9 Z4 M+ Y% ~: v. ^
    跟晨老大也需要多解释几句,跟我们得扯几篇
  • TA的每日心情
    开心
    6 小时前
  • 签到天数: 3356 天

    [LV.Master]无

    板凳
    发表于 2017-9-20 23:53:30 | 只看该作者
    1. 一个好的advice就是打开自动变速箱的时候要拍照,以免像业余人士那样修完装回去发现零件富裕了
    复制代码
    / W: q0 _4 O5 E; A- \
    哈哈,经常发生
  • TA的每日心情
    奋斗
    2024-3-8 05:45
  • 签到天数: 2441 天

    [LV.Master]无

    地板
    发表于 2017-9-21 00:22:55 | 只看该作者
    变速箱啊, 业余人士不敢碰啊。换正时皮带水泵的时候对齐几套齿轮就够头疼的了。+ g: ~' o8 P" ^, _
    我干活的时候就是一边拆一边拍照,方便以后装回去

    该用户从未签到

    5#
     楼主| 发表于 2017-9-21 00:25:39 | 只看该作者
    jellobean 发表于 2017-9-20 23:49
    : i$ z9 C5 y  k" |+ T+ j9 t跟晨老大也需要多解释几句,跟我们得扯几篇
    ( f6 Y- G) S( J9 l7 S. d) ~4 g
    糖豆可以打开帖子最后mp4的视频,讲得不错。

    该用户从未签到

    6#
     楼主| 发表于 2017-9-21 00:32:42 | 只看该作者
    东湖珞珈 发表于 2017-9-21 00:22
    7 f3 x3 ~( i/ m) o8 l4 x; ^8 @变速箱啊, 业余人士不敢碰啊。换正时皮带水泵的时候对齐几套齿轮就够头疼的了。3 A, @( R0 N3 b9 j% S9 h$ M
    我干活的时候就是一边拆一 ...

    ( Z6 P% q2 V& T自动变速箱比发动机修理难度还高,我见过朋友被钓鱼了。
  • TA的每日心情
    奋斗
    2024-3-8 05:45
  • 签到天数: 2441 天

    [LV.Master]无

    7#
    发表于 2017-9-21 01:31:11 | 只看该作者
    沉宝 发表于 2017-9-21 00:32
    9 T, c- ?! t2 J  k9 |& O9 }) G. ?自动变速箱比发动机修理难度还高,我见过朋友被钓鱼了。

    6 Q5 F# y( e8 L4 c, @当然啊,在现代汽车上,自动变速箱是最最复杂的设备。现在那些动辄6速,8速的变速箱太变态了。4 @, a! O* s  B% I
    现在都封闭起来了,连变速箱油都不让自己换了
  • TA的每日心情
    擦汗
    7 小时前
  • 签到天数: 3090 天

    [LV.Master]无

    8#
    发表于 2017-9-21 02:10:29 | 只看该作者
    jellobean 发表于 2017-9-20 23:535 q0 \" Y9 ]  F8 O
    哈哈,经常发生

    - \& ^& Y+ w5 T* ]天,没想到你会修车,还会修变速箱,还。。。还经常

    点评

    油墨: 5.0 油菜: 5.0
    油墨: 5 油菜: 5
      发表于 2017-9-22 09:55
  • TA的每日心情
    慵懒
    2016-3-18 07:18
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    [LV.1]炼气

    9#
    发表于 2017-9-21 04:13:09 | 只看该作者
    那些动图太赞了,生动易懂!
    ! T' }# Y& H! K5 A. }' u8 R我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!
    8 |$ y4 g+ B  X不过也不能怪修车师傅钓鱼,本来的code是timing chain, 本想换了就再撑几年,没想到打开了,发现里面好多东西磨损了要换。再多花钱就不合算了,不过拆装发动机的$1500工钱是打了水漂了。

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    参与人数 1爱元 +8 收起 理由
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  • TA的每日心情
    奋斗
    2024-3-8 05:45
  • 签到天数: 2441 天

    [LV.Master]无

    10#
    发表于 2017-9-21 05:49:24 | 只看该作者
    面朝大海 发表于 2017-9-21 04:13
      _9 j& \( R! F, T. I% A, C' b那些动图太赞了,生动易懂!* ?# P1 u% X- @2 _8 Z$ O, ]+ v
    我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!  M! x6 p# S( j
    不过也不能怪修车 ...
    - Q, A9 f( c5 V0 G
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧4 k/ D3 Y6 u# D& [$ W0 u5 U7 |- h
    不就是个盖子吗?
  • TA的每日心情
    慵懒
    2016-3-18 07:18
  • 签到天数: 1 天

    [LV.1]炼气

    11#
    发表于 2017-9-21 06:30:03 | 只看该作者
    东湖珞珈 发表于 2017-9-21 05:49% l; X8 y2 J! C  I, E6 u
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    6 u0 k6 S, v' ^% a8 p( z* {不就是个盖子吗?

    3 z  @# A% a' m' w: e这个好像不是,需要把发动机先拆下来,再打开。可能和发动机的糟糕设计有关。( e5 ]; Q* I1 A- a$ f4 F  H
    大概需要三天的工时。我们自己的一个工场也是这么估算的。只是自己的工场现在开始不接这种大维修了。& I, K* S  \- B" z: i# A
    我去看了,cylinder head , cam shaft都拆下来了,上面都有磨损。可能是长期机油漏了我没察觉。
  • TA的每日心情
    开心
    6 小时前
  • 签到天数: 3356 天

    [LV.Master]无

    12#
    发表于 2017-9-21 07:20:33 | 只看该作者
    清凉山 发表于 2017-9-21 02:10
    7 X1 t" Y/ T* r. n  C3 _0 M3 d天,没想到你会修车,还会修变速箱,还。。。还经常

    ) q4 |4 `$ Y0 D9 y' q8 m是说DIY一些简单的事

    评分

    参与人数 1爱元 +4 收起 理由
    清凉山 + 4 第一个4分:)

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  • TA的每日心情
    慵懒
    2023-12-6 00:54
  • 签到天数: 1562 天

    [LV.Master]无

    13#
    发表于 2017-9-21 15:45:34 | 只看该作者
    东湖珞珈 发表于 2017-9-21 01:31  s+ z5 q+ g3 f) u
    当然啊,在现代汽车上,自动变速箱是最最复杂的设备。现在那些动辄6速,8速的变速箱太变态了。* ]: s; s% R' V3 o
    现在都封 ...
    8 H$ T5 v1 A7 D0 L+ j& k
    现代的汽车,绝对不能大修。到日子trade in换新车是正经。。。
  • TA的每日心情
    慵懒
    昨天 19:23
  • 签到天数: 2193 天

    [LV.Master]无

    14#
    发表于 2017-9-21 19:41:38 | 只看该作者
    jellobean 发表于 2017-9-21 07:20
    - Z. ^. ~) K6 q% i2 u) j是说DIY一些简单的事
    8 Z$ m: ^5 {" B4 `* h7 @% U
    下次俺车车出问题了顺丰给U

    点评

    挨揍,你阅读得挨揍  发表于 2017-9-22 02:22
  • TA的每日心情
    慵懒
    2016-3-18 07:18
  • 签到天数: 1 天

    [LV.1]炼气

    15#
    发表于 2017-9-22 08:01:03 | 只看该作者
    东湖珞珈 发表于 2017-9-21 05:49
    ; m$ Z5 s+ I8 h  D% y. F$ w7 Y( x打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧. ~3 Z, t: b$ u/ `9 ]
    不就是个盖子吗?
    ! V1 Q+ i6 M/ f+ j% L
    东湖师傅,请教一下你的经验:发动机装回去后,我发现brake pedal low, 修车店检查后说是我的brake master cylinder 坏了,我就买了一个原厂新零件,结果还是老样子。他们说刹车和ABS也都breed过了,实在搞不懂为啥。说是可能我的零件是坏的。我有点不相信,新旧两个master cylinder都同样坏了的概率太低了。
    + M( h8 K+ R, `# {! u你觉得还有可能什么原因吗?

    该用户从未签到

    16#
     楼主| 发表于 2017-9-22 08:40:23 | 只看该作者
    面朝大海 发表于 2017-9-22 08:019 F" A$ j& K- s4 L+ i3 i  b
    东湖师傅,请教一下你的经验:发动机装回去后,我发现brake pedal low, 修车店检查后说是我的brake maste ...
    5 f. {8 J( r4 c/ ], C' M/ j- V
    如果是刹车踏板要踩得比过去深了才能开始刹车动作,那么是安装的问题。许多车有一个调节踏板高低的螺丝,这些车调整起来非常容易。如果是刹车踏板踩到底后还慢慢地向下走,那么刹车管路上有漏的地方。
    2 }) F0 g% c$ Q. ~. U4 x+ g2 ^! b: g
    5 g. j6 Q$ U9 p: D8 ?0 @看你的描述像第一种情况,不太看好那家修车店。

    点评

    涨姿势: 0.0 不能同意更多: 5.0
    涨姿势: 0 不能同意更多: 5
      发表于 2017-9-23 08:22
  • TA的每日心情
    慵懒
    2016-3-18 07:18
  • 签到天数: 1 天

    [LV.1]炼气

    17#
    发表于 2017-9-22 08:55:08 | 只看该作者
    沉宝 发表于 2017-9-22 08:401 l6 M1 e! m# B: p: p3 J
    如果是刹车踏板要踩得比过去深了才能开始刹车动作,那么是安装的问题。许多车有一个调节踏板高低的螺丝, ...
    " {  c* e& E4 |) w; e" v
    是第二种情况。关于这家店,是的,不过后悔已经太晚了。

    该用户从未签到

    18#
     楼主| 发表于 2017-9-22 09:15:55 | 只看该作者
    面朝大海 发表于 2017-9-22 08:55
    2 ~" q8 s0 m# b7 k是第二种情况。关于这家店,是的,不过后悔已经太晚了。

    2 Z- ]  z8 o9 v9 M6 [如果是第二种情况,bleed和换master cylinder是容易想到的。排除这两点之后的就不好修了,除非你走运,能够确定漏刹车液的位置。
  • TA的每日心情
    开心
    2019-1-22 10:01
  • 签到天数: 265 天

    [LV.8]合体

    19#
    发表于 2017-9-22 11:32:54 | 只看该作者
    太赞了!
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  • TA的每日心情
    擦汗
    2021-4-29 22:35
  • 签到天数: 598 天

    [LV.9]渡劫

    20#
    发表于 2017-9-22 11:50:39 | 只看该作者
    七月群山 发表于 2017-9-21 15:45* h+ d. I" m# |, ~) v7 N
    现代的汽车,绝对不能大修。到日子trade in换新车是正经。。。
    , ]9 a( V8 K& A3 K
    现代的汽车?. h$ L) f1 T) i0 w- ?4 X3 G: ~
    这话有点歧义是指所有现在的车,还是特指韩国现代汽车?

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